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Comparative digesta retention patterns in ratites


Frei, Samuel. Comparative digesta retention patterns in ratites. 2014, University of Zurich, Vetsuisse Faculty.

Abstract

Vetsuisse-Fakultät Universität Zürich 2014 Samuel Frei Klinik für Zoo-, Heim- und Wildtiere Institutionssekretariat: ehuber@vetclinics.uzh.ch

Comparative digesta retention patterns in ratites

Ratites differ in the anatomy of their digestive tract. Ostriches (Struthio camelus) have a long, voluminous colon and long paired caeca, Rheas (Rhea spp.) have a short colon with prominent paired caeca, and emus (Dromaius novaehollandiae) have neither very prominent caeca nor a prominent colon. We tested whether digesta excretion patterns corresponded to these differences in anatomy, using 6 Ostriches (97-123kg), 5 Greater Rheas (R. americana, 22-27kg) and 2 Emus (32-34kg) fed a common diet of alfalfa pellets ad libitum. Intake per unit of metabolic body mass did not differ between Ostriches and Rheas but was significantly higher in Emus. Mean digesta retention time for small fiber particles (2 mm) differed significantly among species (Ostrich: 30-36h; Rhea: 7-19h; Emu: 1.3-1.8h), but there were no differences between the retention of 2 mm or 8 mm particles or a solute marker within species. The shape of the marker excretion curves corresponded to digesta mixing in the digestive tract of Ostriches and Rheas but not Emus. The calculated dry matter gut fill (% of body mass) was significantly higher in Ostriches (1.6-1.8) than Rheas (0.3-1.0) and Emus (0.2). Ostriches had the highest, and Emus the lowest fecal dry matter concentration. These physiological findings match the differences in digestive anatomy and support the concept that in ratites, herbivory – and hence flightlessness – evolved repeatedly in different ways.

Keywords: ratite, digesta retention, digestion, intake, gut fill

Vergleichende Muster der Digesta-Retention bei Laufvögeln

Laufvögel unterscheiden sich in der Anatomie ihres Verdauungstraktes. Strausse (Struthio camelus) besitzen ein langes, voluminöses Colon und lange Blinddärme. Nandus (Rhea spp.) haben ein kurzes Colon mit ausgeprägten Blinddärmen, und Emus (Dromaius novaehollandiae) haben weder ausgeprägte Blinddärme noch ein ausgeprägtes Colon. Um zu testen, ob die Retentionsmuster des Nahrungsbreis dieser Anatomie entsprechen, wurden 6 Strausse (97-123kg), 5 Nandus (R. americana, 22-27kg) und 2 Emus (32-34kg) ad libitum mit Luzernepellets gefüttert. Die Futteraufnahme unterschied sich nicht zwischen Straussen und Nandus, war aber signifikant höher in Emus. Die mittlere Retentionszeit kleiner Faserpartikel (2mm) unterschied sich signifikant zwischen den Spezies (Strauss: 30-36h; Nandu: 7-19h; Emu: 1.3-1.8h). Hingegen gab es keinen Unterschied in der Retentionszeit von Flüssigkeit, kleinen oder grossen (8mm) Partikeln innerhalb der Arten. Die Form der Ausscheidungskurve deutete auf Durchmischung des Nahrungsbreies bei Straussen und Nandus, nicht aber bei Emus hin. Die errechnete Menge Darminhalt (Trockenmasse in % Körpermasse) war signifikant höher bei Straussen (1.6-1.8) als Nandus (0.3-1.0) und Emus (0.2). Diese physiologischen Daten entsprechen Unterschieden in der Anatomie und unterstützen das Konzept, dass sich bei Laufvögeln Herbivorie (und damit auch die Flugunfähigkeit) mehrmals auf verschiedenen Wegen entwickelt hat.

Stichworte: Laufvögel, Retentionszeit , Verdauung, Futteraufnahme, Darmkapazität

Abstract

Vetsuisse-Fakultät Universität Zürich 2014 Samuel Frei Klinik für Zoo-, Heim- und Wildtiere Institutionssekretariat: ehuber@vetclinics.uzh.ch

Comparative digesta retention patterns in ratites

Ratites differ in the anatomy of their digestive tract. Ostriches (Struthio camelus) have a long, voluminous colon and long paired caeca, Rheas (Rhea spp.) have a short colon with prominent paired caeca, and emus (Dromaius novaehollandiae) have neither very prominent caeca nor a prominent colon. We tested whether digesta excretion patterns corresponded to these differences in anatomy, using 6 Ostriches (97-123kg), 5 Greater Rheas (R. americana, 22-27kg) and 2 Emus (32-34kg) fed a common diet of alfalfa pellets ad libitum. Intake per unit of metabolic body mass did not differ between Ostriches and Rheas but was significantly higher in Emus. Mean digesta retention time for small fiber particles (2 mm) differed significantly among species (Ostrich: 30-36h; Rhea: 7-19h; Emu: 1.3-1.8h), but there were no differences between the retention of 2 mm or 8 mm particles or a solute marker within species. The shape of the marker excretion curves corresponded to digesta mixing in the digestive tract of Ostriches and Rheas but not Emus. The calculated dry matter gut fill (% of body mass) was significantly higher in Ostriches (1.6-1.8) than Rheas (0.3-1.0) and Emus (0.2). Ostriches had the highest, and Emus the lowest fecal dry matter concentration. These physiological findings match the differences in digestive anatomy and support the concept that in ratites, herbivory – and hence flightlessness – evolved repeatedly in different ways.

Keywords: ratite, digesta retention, digestion, intake, gut fill

Vergleichende Muster der Digesta-Retention bei Laufvögeln

Laufvögel unterscheiden sich in der Anatomie ihres Verdauungstraktes. Strausse (Struthio camelus) besitzen ein langes, voluminöses Colon und lange Blinddärme. Nandus (Rhea spp.) haben ein kurzes Colon mit ausgeprägten Blinddärmen, und Emus (Dromaius novaehollandiae) haben weder ausgeprägte Blinddärme noch ein ausgeprägtes Colon. Um zu testen, ob die Retentionsmuster des Nahrungsbreis dieser Anatomie entsprechen, wurden 6 Strausse (97-123kg), 5 Nandus (R. americana, 22-27kg) und 2 Emus (32-34kg) ad libitum mit Luzernepellets gefüttert. Die Futteraufnahme unterschied sich nicht zwischen Straussen und Nandus, war aber signifikant höher in Emus. Die mittlere Retentionszeit kleiner Faserpartikel (2mm) unterschied sich signifikant zwischen den Spezies (Strauss: 30-36h; Nandu: 7-19h; Emu: 1.3-1.8h). Hingegen gab es keinen Unterschied in der Retentionszeit von Flüssigkeit, kleinen oder grossen (8mm) Partikeln innerhalb der Arten. Die Form der Ausscheidungskurve deutete auf Durchmischung des Nahrungsbreies bei Straussen und Nandus, nicht aber bei Emus hin. Die errechnete Menge Darminhalt (Trockenmasse in % Körpermasse) war signifikant höher bei Straussen (1.6-1.8) als Nandus (0.3-1.0) und Emus (0.2). Diese physiologischen Daten entsprechen Unterschieden in der Anatomie und unterstützen das Konzept, dass sich bei Laufvögeln Herbivorie (und damit auch die Flugunfähigkeit) mehrmals auf verschiedenen Wegen entwickelt hat.

Stichworte: Laufvögel, Retentionszeit , Verdauung, Futteraufnahme, Darmkapazität

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Clauss Marcus
Communities & Collections:05 Vetsuisse Faculty > Veterinary Clinic > Department of Small Animals
UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
630 Agriculture
Uncontrolled Keywords:Palaeognathae, Digestion
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2014
Deposited On:04 Feb 2015 10:08
Last Modified:13 Mar 2019 16:02
Number of Pages:18
Additional Information:Sonderdruck aus: The auk : ornithological advances, vol. 132 (2015)
OA Status:Green
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